Zubereitungsformen zur Verhinderung von Adhäsionen von Organen und Organteilen

Abstract

 Hydroxyethylcellulose-Hydrogele und t-PA bzw. rt-PA in phy­siologischer Kochsalzlösung verhindern die Bildung von Adhä­sionen von Organen oder Organteilen nach invasiven Eingrif­fen oder bei Erkrankungen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft neue Zubereitungsformen zur Verhinde­rung von Adhäsionen von Organen und/oder Organteilen.

[0002] Nach invasiven therapeutischen Eingriffen oder im Verlauf einer Erkrankung können Verklebungen von Organen oder Organ­teilen zu lebensbedrohlichen Situationen führen. Die Bildung von Adhäsionen wird auch nach chirurgischen Eingriffen in der Brusthöhle oder in der Bauchhöhle beobachtet. Trotz er­höhter Anstrengungen, solche Adhäsionen zu verhindern, wurde bis heute keine zufriedenstellende Behandlungsmethode gefun­den.

[0003] Die Rolle der Fibrinbildung bei der Adhäsionsbildung läßt sich wie folgt erklären: nach invasiven therapeutischen Ein­griffen oder bei entzündlichen Reaktionen kommt es zum Aus­tritt von Plasmaproteinen, wie auch von Fibrinogen und ande­ren Gerinnungsproteinen aus dem Gewebe. Das Fibrinogen schlägt sich als Fibrin nieder. Das sich ausbildende Fibrin­netzwerk verbindet (verklebt) dann benachbarte Oberflächen von Organen oder anderen Organteilen. Wird das Fibrin nicht aufgelöst, so bilden sich dichte Adhäsionen, die zum Bei­spiel zu gefährlichen Darmverschlingungen führen können. Fi­brinverklebungen, die frisch gebildet worden sind, werden nach und nach durch Fibroblasten zu festen Gewebeverbindun­gen umgebaut.

[0004] Der Grad einer möglichen spontanen Fibrinolyse hängt von der Freigabe des Gewebeplasminogenaktivators (t-PA) aus dem vas­culären Endothelium aber auch aus mesothelialen Zellen, wie sie im Bauchraum vorliegen, ab. Nach einem peritonealen Ein­griff kommt es aber zu einer Reduktion der fibrinolytischen Aktivität in diesen mesothelialen Zellen. Wird dadurch die Fibrinolyse unvollständig, so verhalten sich die Fibrinreste als Zentren, in welche Fibroblasten einwachsen; es bilden sich Kapillaren, die eine Fibrinadhäsion verursachen. Diese werden später durch Collagen enthaltende Adhäsionen ersetzt, wobei das Collagen durch die Fibroblasten synthetisiert wird.

[0005] Zur Verhinderung der Bildung postoperativer oder entzün­dungsbedingter Adhäsionen wurde eine systemische Verabrei­chung von Ibuprofen vorgeschlagen (U.S. Patent 4.346.108); andere Vorschläge betreffen die parenterale Verabreichung von Antihistaminen, Corticosteroiden und Antibiotika oder die intraperitoneale Verabreichung von Dextranlösungen oder Polyvinylpyrrolidonlösungen. Auch die einschlägige Anwendung von Streptokinase, Streptodornase und Urokinase wurde vorge­schlagen (vgl. Ascherl et al. Medwelt 34, No. 13/83, Seiten 410-415; Mund-Hoym et al., Geburtsb. u. Frauenheilkunde 44 (1984), Seiten 463-467; Minju et al., Acta Academiae Medi­cinae Wuhan 3, (2), Seiten 77-83).

[0006] Auch Human-Fibrinolysin wurde allein oder in Verbindung mit anderen Medikamenten auf seine Fähigkeit, postoperative Ad­häsionen zu unterbinden, untersucht (vgl. Gazzaniga et al., Arch. Surg. Vol. 110, Seiten 429-432 (1975)). Holtz (The Journal of Reproductive Medicine, Vol. 24, No. 4 (1980), Seiten 141-146), Rivkind et al. (Eur. Surg. Res. (Schweiz) 1985, Vol. 17, Nr. 4, Seiten 254-258) und Buckman et al. (Journal of Surgical Research, Vol. 20, Nr. 1, Seiten 1-5) kamen zu dem Schluß, daß die postoperative Bildung von Ad­häsionen in der Bauchhöhle mit einer traumatisch oder ischä­ misch induzierten Reduktion der Aktivität des Plasminogen­aktivators verbunden ist.

[0007] Die daraus zu folgernde direkte topische Anwendung des Ge­websplasminogenaktivators (t-PA) zur Verhinderung postopera­tiver intraperitonealer Adhäsionen wurde schließlich in der europäischen Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 0.227.400 beschrieben. t-PA, welches im Körper sowohl als einsträngiges als auch als doppelsträngiges Molekül vor­kommt, besitzt eine hohe Affinität für Fibrin, welches die Thromben aufbaut. Das natürliche t-PA ist glycosiliert und enthält Fettsäurereste. Alle diese Arten des t-PA besitzen eine spezifische Affinität für Fibrin und aktivieren gleich­zeitig das Plasminogen zu Plasmin. Plasmin bewirkt hierbei den proteolytischen Abbau des Fibrins. Da das Fibrin patho­physiologisch für die Bildung von Adhäsionen verantwortlich ist, führt t-PA zu einer Verhinderung der Adhäsionsbildung und, gegebenenfalls, auch zur Auflösung bereits gebildeter Verklebungen, z. B. im Bauchraum nach operativen Eingriffen oder nach entzündlichen Prozessen. Das hierbei verwendete t-PA wird aus menschlichem Gewebe isoliert oder unter Zu­hilfenahme der rekombinanten DNA-Technologie (vgl. GB 2.119.804 A, EU-A-0.174.835 und 0.100.982) gewonnen.

[0008] Gemäß der obengenannten europäischen Patentanmeldung Nr. 0 227 400 wird t-PA topisch z. B. im Bereich der chirurgi­schen Einwirkung möglichst gleich nach Beendigung derselben bzw. vor dem Einsetzen der Wundheilung zur Verhinderung des Verklebens von Gewebs- und/oder Organteilen oder bei aufkom­menden entzündlichen Prozessen auf die entsprechenden Be­reiche aufgetragen, eventuell ergänzend wird auch eine t-PA-­Zubereitung über einen am Orte des Eingriffs endenden Kathe­ter langsam appliziert.

[0009] Beschrieben werden sterile t-PA-Zubereitungsformen, die einen pharmazeutsch verträglichen Träger enthalten, z. B. eine phosphatgepufferte Kochsalzlösung, eine isotonische Kochsalzlösung oder gereinigtes Wasser. Als organische Trä­ger kommen Lipide, z. B. Phosphorlipidmicellen oder -vesi­kel, aber auch Dextran, Polymere, wie p-Dioxanone, Lactide und/oder Glycolide in Form von adsorbierbaren Polymeren, die mikroverkapselt oder in Salbengrundlagen eingebettet sind oder in einer wäßrigen Lösung eines oberflächenaktiven Stof­fes, z. B. eines Polyoxyethylen-polyoxypropylen-block-co­polymers oder eines Sorbitanfettsäureester-polyoxyethylen­ethers, vorliegen, in Frage. Als bevorzugte Zubereitungsfor­men werden solche angesehen, bei welchen t-PA in einem Trä­ger mit verzögerter Wirkstoff-Freigabe enthalten ist, der den Wirkstoff gesteuert innerhalb von einem bis 7 Tage frei­gibt. Als Träger mit verzögerter kontrollierter Wirkstoff-­Freigabe werden adsorbierbare Polymere, die als Mikrokapseln oder in einer Salbengrundlage vorliegen, insbesondere aber Phospholipid-Vesikel, sogenannte Liposomen, genannt.

[0010] Es wurde nun gefunden, daß t-PA oder rt-PA (r = rekombinant), gelöst in einem Hydroxyethylcellulosegel, die Bildung von Adhäsionen nahezu vollständig verhindert, auch wenn dieses Hydrogel nur einmalig, d. h. kurz nach dem chirurgischen Eingriff oder nach einem entzündlichen Reiz auf die zu Ver­klebungen und Verwachsungen neigenden Zonen aufgetragen wird.

[0011] Zur Herstellung einer geeigneten Zubereitungsform wird eine mikrobiologisch reine Hydroxyethylcellulose in Wasser zu einem Hydrogel gelöst. Dem Wasser können zur Isotonisierung Salze, z. B. Natriumchlorid, aber auch Puffersubstanzen, wie Dikaliumhydrogenphosphat und Natriumdihydrogenphosphat, bei­gefügt sein. Das vorzugsweise lyophilisierte t-PA oder rt-PA wird in dem sterilisierten Hydrogel gelöst, wobei dieses ge­brauchsfertige Hydrogel auch für einige Tage bei niederen Temperaturen gelagert werden kann. Für längere Lagerzeiten ist es aber von Vorteil, das sterilisierte Hydrogel und das lyophilisierte t-PA oder rt-PA in getrennten Behältnissen aufzubewahren und die fertige Lösung erst kurz vor ihrer An­wendung durch Mischung dieser beiden Komponenten herzustel­len.

[0012] Untersuchungen ergaben, daß auch das Hydroxyethylcellulose-­Hydrogel selbst eine adhäsionsverhindernde Wirkung ausübt, die bis zu 40 % im Vergleich zu Fällen, bei welchen keine derartige Prophylaxe durchgeführt wurde, ausmacht. Das Hy­droxyethylcellulose-Hydrogel erfährt durch die Anwesenheit von t-PA eine Steigerung seiner prophylaktischen Aktivität.

[0013] Eine erfindungsgemäße Hydrogelzubereitung läßt sich auch, bei reduzierter Viskosität, leicht, z. B. durch einen Kanal an einem Endoscop, an gefährdete Stellen, z. B. in Körper­höhlen, instillieren.

[0014] Ein erfindungsgemäßes wäßriges Hydrogel besteht aus 1 bis 3 g Hydroxyethylcellulose, gelöst in 97 bis 99 g Wasser oder physiologischer Kochsalzlösung, und enthält 0,05 bis 50 mg/ml t-PA oder rt-PA, vorzugsweise aber 0,3 bis 10 mg/ml mit oder ohne Zusatz von basischen Aminosäuren, z. B. Lysin, Argenin.

[0015] Als wasserlösliche Hydroxyethylether der Cellulose dienen vorzugsweise solche mit einem mittleren molekularen Substi­tutionsgrad von 1,5 bis 3,0 Hydroxyethylgruppen pro Anhydro­glucoseeinheit. Ein bevorzugtes Hydrogel besteht aus 2 Gew.-% Hydroxyethylcellulose (z. B. Natrosol 250 HX®), gelöst in Wasser, physiologischer Kochsalz- oder Pufferlösung und enthält 2 mg/ml t-PA oder rt-PA.

[0016] Eine Mischung von 1 mg/ml rt-PA und 2 Gew.-% Hydroxyethyl­cellulose in physiologischer Kochsalzlösung wurde verglei­chend mit einer Mischung aus 2 Gew.-% Hydroxyethylcellulose in physiologischer Kochsalzlösung und Kontrollen (nur phy­siologische Kochsalz- bzw. Pufferlösung) an Kaninchen un­tersucht. Hierbei wurden Adhäsionen erzeugt

a) durch Anbringen einer Naht in der Bauchwandung nach Lapa­rotomie und

b) durch Reizung des peritonealen Gewebes im Bereich von Zoekum und Ileum und des kleinen Beckens mit einer Jodlösung.

[0017] Bei der Anbringung einer Naht in der Bauchwandung nach Lapa­rotomie (Fall a) wurde das Testmaterial aufgebracht und die Laparotomienaht mehrschichtig verschlossen. Dem Operateur bzw. dem Untersucher war die Zusammensetzung des Testmate­rials nicht bekannt. Nach einer Woche wurde in einem großen Hautschnitt das Gebiet der alten Laparotomienaht umschnitten und aufgeklappt, es wurde die Länge des adhärierenden Darm­gewebes an der Laparotomienaht gemessen und die verwachsene Länge als Prozent der Laparotomienahtlänge ausgedrückt.

[0018] Das Testmaterial (mit und ohne t-PA) wurde im Fall b) sofort nach dem Eingriff und vor dem Wiederverschließen der Bauch­höhle appliziert. Auch hierbei war dem Operateur die Zusam­mensetzung des Testmaterials nicht bekannt.

[0019] Sieben Tage nach diesem Eingriff wurden die Tiere in Narkose relaparotomiert, um das Ausmaß der Verklebungen zu ermit­teln. Dazu wurde die Fläche zugfester Verklebungen der be­handelten Darmabschnitte in den geschädigten Bereichen ge­messen. Die Ergebnisse sind als prozentuale Verklebung bezo­gen auf die Fläche der geschädigten Bereiche dargestellt. Zusätzlich wurde das Körpergewicht der Tiere am Tag der Erst- und der Relaparotomie quantifiziert.

[0020] Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der Tabelle 1 darge­stellt. In der Abzisse ist das Ausmaß der prozentualen Ver­klebung bzw. der prozentualen Veränderung des Körpergewichts dargestellt für

1.) Kontrolle,

2.) Natrosol (HEC) 2 Gew.-% in physiologischer Kochsalzlö­sung und

3.) t-PA in Natrosol (1 mg rt-PA pro ml physiologischer Kochsalzlösung mit 2 Gew.-% HEC).

[0021] Ein Vergleich der Ergebnisse der Tabelle 1 zeigt, daß das Hydroxyethylcellulose-Hydrogel allein am Zoekum und Ileum im Mittel eine 40 bis 45 %ige Reduktion der durch die Bedingun­gen induzierten Verklebungen (bezogen auf die Kontrollen) verursachte, in Verbindung mit rt-PA aber am Zoekum eine nahezu vollständige (95 %ige) Reduktion, am Ileum eine ca. 85 %ige Reduktion herbeiführte. Für die Verklebung der La­parotomienaht (Bauchwand) mit den darunterliegenden Geweben bewirkt das Hydrogel allein bereits eine beträchtliche Re­duktion; durch die Gegenwart von rt-PA wird die Verklebung aber vollständig unterdrückt.

[0022] Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen, t-PA und rt-PA enthaltenden Hydrogelzubereitungen wird der Verlust an Kör­pergewicht während der ersten Heilungsphase signifikant minimiert.

[0023] Die folgenden Beispiele beschreiben die Herstellung von er­findungsgemäßen Zubereitungsformen.

Beispiel 1

rt-PA-set mit 0,1 mg rt-PA/ml

[0024] 

1.) In einem geeigneten Behältnis wird in 98 g sterilfil­trierte physiologische Kochsalzlösung 2 g mikrobiolo­gisch reine Hydroxyethylcellulose eingestreut und unter Rühren bei Raumtemperatur in Lösung gebracht. Das gebil­dete Gel wird unter Laminar-air-flow in 50 ml-Steckkap­penflaschen abgefüllt, mit Gummistopfen verschlossen und gebördelt sowie anschließend 30 Minuten bei 121°C im ge­spannten Wasserdampf sterilisiert. Das verschlossene Gel ist bei Raumtemperatur zwei Jahre lagerfähig.

2.) rt-PA wird zu 10, 20 und 30 mg unter sterilen Bedingun­gen in Steckkappenfläschchen lyophilisiert, mit Gummi­stopfen verschlossen und gebördelt. Das verschlossene Fläschchen ist bis zu zwei Jahre bei Raumtemperatur (bis zu 25°C) lagerfähig.

3.) Gebrauchsfertige Lösung:
In 50 g sterilem 2 Gew.-%igem Hydroxyethylcellulosegel werden unter Laminar-air-flow-Bedingungen 5 mg lyophili­siertes rt-PA eingebracht und mit einem sterilen Glas­stab unter Rühren gelöst.

[0025] Dieses gebrauchsfertige Gel ist entweder sofort auf die Wundnaht aufzubringen oder bis zu einigen Tagen im Kühl­schrank bei 4°C lagerfähig.

Beispiel 2

rt-PA-Gel mit 1,0 mg rt-PA/ml

[0026] Vor Gebrauch werden in 50 g sterilem und isotonisiertem 2 Gew.-%igem Hydroxyethylcellulosegel 50 mg lyophilisiertes rt-PA eingebracht und mit einem sterilen Glasstab unter Rüh­ren gelöst.

[0027] Das gebrauchsfertige Gel ist bis zu einigen Tagen im Kühl­schrank lagerfähig.

Beispiel 3

rt-PA-Gel mit 10,0 mg rt-PA/ml

[0028] Vor Gebrauch werden in 50 g sterilem und isotonisiertem 2 Gew.-%igem Hydroxyethylcellulosegel 500 mg lyophilisiertes rt-PA eingebracht.

[0029] Das gebrauchsfertige Gel ist bis zu einigen Tagen im Kühl­schrank lagerfähig.

Ansprüche

1.) Zubereitungsformen zur Verhinderung von Adhäsionen von Organen und Organteilen nach invasiven therapeutischen Ein­griffen oder im Verlauf einer Erkrankung enthaltend ein wäß­riges Hydrogel auf Basis Hydroxyethylcellulose und t-PA oder rt-PA.

2.) Zubereitungsformen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzei­chnet, daß dem t-PA oder rt-PA enthaltenden Hydroxyethylcel­lulose-Hydrogel noch isotonisierende Zusätze und gegebenen­falls Puffersubstanzen beigefügt sind.

3.) Zubereitungsformen gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß diese als Hydrogel 1 bis 3 Gew.-% Hydroxy­ethylcellulose in wäßriger Lösung und 0,05 bis 50 mg/ml t-PA oder rt-PA enthalten.

4.) Zubereitungsform gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeich­net, daß diese 0,3 bis 10 mg/ml t-PA oder rt-PA enthält.

5.) Zubereitungsformen gemäß Anspruch 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß diese als Hydroxyethylether der Cellu­lose einen solchen mit einem mittleren molekularen Substitu­tionsgrad von 1,5 bis 3,0 Hydroxyethylgruppen pro Anhydro­glucoseeinheit enthalten.

6.) Zubereitungsform gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß diese 2 Gew.-% Hydroxyethylcellulose und 1 bis 2 mg/ml rt-PA in einer Pufferlösung enthält.

7.) Zubereitungsformen gemäß Anspruch 1 bis 6, dadurch ge­kennzeichnet, daß das sterilisierte Hydrogel und das lyophi­lisierte t-PA oder rt-PA in getrennten Behältnissen gelagert werden, die es gestatten, die fertige Lösung erst kurz vor ihrer Anwendung durch Mischung dieser beiden Komponenten herzustellen.

8.) Verwendung von Hydroxyethylcellulose und t-PA oder rt-PA in wäßriger Lösung gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 zur Herstel­lung von Zubereitungsformen zur Verhinderung von Adhäsionen von Organen oder Organteilen nach invasiven Eingriffen oder im Verlauf einer Erkrankung.

Ansprüche

Patentansprüche für folgende(n) Vertragsstaat(en): ES, GR

1.) Verfahren zur Herstellung von Zubereitungsformen zur Verhinderung von Adhäsionen von Organen und Organteilen nach invasiven therapeutischen Eingriffen oder im Verlauf einer Erkrankung dadurch gekennzeichnet, daß eine sterilisierte Hydroxyethylcellulose in Wasser zu einem Hydrogel gelöst und t-PA oder rt-PA in diesem Hydrogel zur Lösung gebracht wird.

2.) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasser zur Isolierung Salze und, gegebenenfalls, auch Puffersubstanzen beigefügt werden.

3.) Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­net, daß 1 bis 3 g Hydroxyethylcellulose in 97 bis 99 g Was­ser oder physiologischer Kochsalzlösung gelöst werden und in der Lösung 0,05 bis 50 mg/ml t-PA oder rt-PA aufgelöst wer­den.

4.) Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hydroxyethylcellulose mit einem mittleren molekularen Substitutionsgrad von 1,5 bis 3 Hydroxyethylgruppen pro An­hydroglucoseeinheit zur Herstellung des Hydrogels verwendet wird.

Zeichnung